Funktionen av både lokala och globala datornätverk, mobila och andra kommunikationstjänster involverar användning av olika kommunikationsprotokoll. Vilken av dem kan anses vara den vanligaste? Vilken betydelse kan de relevanta standarderna ha?
Vad är kommunikationsprotokoll?
Ett kommunikationsprotokoll är en lista med enhetliga instruktioner som fastställer hur vissa mjukvaru- eller hårdvarugränssnitt ska tillhandahålla dataöverföring - till exempel text-, grafik-, ljud- och videoströmmar. Motsvarande protokoll skapas främst för att underlätta skalningen av olika datornätverk. Till exempel gjorde introduktionen av TCP/IP-protokollet det möjligt att förena dataöverföring virtuellt runt om i världen, vilket gjorde det möjligt att ansluta datorer till det globala internetnätverket.
På den moderna informationsteknologiska marknaden används kommunikationskanalprotokoll på olika nivåer av implementering av kommunikationsgränssnitt. De förbättras och uppdateras ständigt. Periodvis, nyttprotokoll som återspeglar särdragen i utvecklingen av kommunikationsmarknaden. Olika kommunikationsprotokoll kan användas i både inhemska och industriella nätverk implementerade på basis av forskningscentras infrastruktur etc. Bland de vanligaste standarderna av motsvarande typ är Ethernet, CAN, HART.
Användningen av kommunikationsprotokoll utförs också inom området för mobila kommunikationstjänster. Bland dessa - 3G, 4G, GPRS.
Dessa protokoll varierar mellan mobila nätverk, särskilt:
- beroende på hastigheten för dataöverföring mellan abonnenten och leverantören av kommunikationstjänster;
- efter frekvensband;
- när det gäller kommunikationsenhetens maximala avstånd till basstationen.
När det gäller klassificeringen av datorkommunikationsprotokoll kännetecknas den av en ganska hög nivå av komplexitet. Låt oss överväga detaljerna mer i detalj.
Klassificering av datorkommunikationsprotokoll
Klassificering av relevanta protokoll kan utföras med ett ganska stort antal metoder. En vanlig sådan är att kommunikationsstandarder kan delas in i lägre och högre nivåer. Dessa inkluderar:
- tillämpas;
- representant;
- session;
- transport;
- nätverk;
- kanal;
- fysisk.
Låt oss studera dem mer i detalj.
Applikationslager i nätverketprotokoll
Nivån under övervägande, inom vilken ett eller annat kommunikationsprotokoll kan klassificeras, avser i första hand applikationer. Det vill säga att den tillhandahåller kommunikation mellan nätverksinfrastrukturen och specifika användarprogram. Protokoll som HTTP, Telnet, DNS, IRC, BitTorrent och många andra används här för att leverera moderna onlinetjänster.
Representativt lager av nätverksprotokoll
På lämplig nivå innefattar kommunikationsprotokollet representation av viss data. Här kan procedurer för konvertering av ett protokoll till ett annat, kodning, filkomprimering och hantering av olika förfrågningar utföras.
Specifika applikationer gör vissa förfrågningar till nätverket, varefter de konverteras till ett språk som servern förstår. Därefter behandlas begäran. Svaret från servern konverteras sedan i sin tur till ett språk som applikationen förstår. Bland de populära protokollen av motsvarande typ är ASN, FTP, SMTP. Det kan också till viss del hänföras till dessa och HTTP, FTP.
Sessionslager av kommunikationsprotokoll
På den här nivån används kommunikationsprotokollet för att utföra en specifik operation - till exempel att synkronisera vissa uppgifter, skapa en kommunikationssession, skicka eller ta emot en fil. Bland de vanliga protokollen som används för sådana ändamål är ASP, DLC, SOCKS.
Transportlager av kommunikationsprotokoll
Lämpliga typ av standarder är vana viddirekt leverans av vissa typer av data från ett nätverksobjekt till ett annat. I många fall är filer här uppdelade i separata element - för att underlätta deras överföring. Protokoll av motsvarande typ inkluderar TCP, UDP, RMTP.
Nätverkslagerprotokoll
Nästa typ av standarder som ett kommunikationssystem kan fungera på är nätverkslagsprotokoll. De är primärt ansvariga för dataöverföringsmetoder, adressöversättning, växling, övervakning av kvaliteten på infrastrukturdriften. Sådana protokoll inkluderar i synnerhet samma TCP/IP, ICMP. DHCP.
Länklagerprotokoll
Dessa standarder används för att säkerställa driften av viktiga hårdvarukomponenter i nätverket. Lämpliga protokoll gör att systemet först och främst kan kontrollera data som kommer från det fysiska lagret för fel. Vid behov justeras de också, bland dessa standarder finns det vanliga PPP-kommunikationsprotokollet, algoritmer som SLIP, L2F, PROFIBUS. Ethernet kan i princip även klassificeras som ett kanalprotokoll.
Fysiskt protokolllager
Nästa handlingsnivå för standarderna i fråga är fysisk. Här är ett kommunikationsprotokoll ett verktyg med vilket en digital dataström sänds direkt - genom att skicka en signal över en kabel eller över en radiokanal.
I fallet med trådbunden överföring kan standarder som RS-232, xDSL, 100BASE-T användas. Vanliga trådlösa kommunikationsprotokoll - ini synnerhet implementerade med Wi-Fi-routrar - de som är av IEEE 802.11-typen.
Klassificeringen av standarder vi studerade kan anses vara mycket villkorad. Så inom det kan det vara mycket problematiskt att tillskriva ett eller annat protokoll till en specifik kategori: det händer ofta att standarden tillämpas på flera nivåer samtidigt. Det skulle vara användbart att mer detaljerat överväga detaljerna för de mest populära protokollen på den moderna informationsteknologimarknaden. Som till exempel PPP-kontrollprotokollet (kommunikation - det är hon som är föremål för påverkan av de algoritmer som tillhandahålls av motsvarande standard).
Vad är PPP-protokoll?
Protokollet som övervägs hänvisar, som vi noterade ovan, till standarder som är utformade för att säkerställa att nätverksinfrastrukturen fungerar i datalänklagret. Det är universellt: med lämpligt protokoll kan du implementera enhetsautentisering, använda en datakrypteringsmekanism och, om nödvändigt, filkomprimering.
Protokollet som övervägs säkerställer att nätverk fungerar baserade på gemensamma kommunikationsresurser - såsom telefonlinjer, cellulära kommunikationskanaler. Om det i ett visst program dyker upp en inskription som anger att PPP-protokollet avbröts av kommunikation, kommer detta med största sannolikhet att innebära att användaren inte kan få faktisk tillgång till nätverksresurser som tillhandahålls av hans leverantör.
Det finns flera varianter av motsvarande standard - till exempel PPPoE, PPPoA. PåDenna struktur för protokollet i fråga inkluderar flera standarder: LCP, NCP, PAP, CHAP, MLPPP. Ett annat vanligt protokoll på den moderna IT-marknaden är
Vad är
Motsvarande standard används för att säkerställa driften av hypertextdatautbytesinfrastrukturen - i det allmänna fallet mellan datorer och servrar på Internet. Avser de grundläggande protokoll som säkerställer driften av World Wide Web. Det stöds som standard av de flesta moderna kommunikationsprogram på vanliga operativsystem. Det är stabilt - det är svårt att föreställa sig en situation där ett meddelande från ett HTTP-program dyker upp på användarens skärm som "protokollet avbröts av PPP-anslutningen." Som en sista utväg - om verktygen för att aktivera HTTP-standarden av någon anledning inte är tillgängliga kan du använda till exempel FTP-protokollet för att överföra filer online, även om det i många fall kanske inte är den mest optimala lösningen.
Standarden i fråga innebär överföring av data från ett hårdvaru-mjukvaruobjekt i status som en klient till en server och vice versa. Den första skickar förfrågningar till den andra, och den senare besvarar dem enligt den etablerade algoritmen. Det finns flera varianter av protokollet i fråga: till exempel HTTPS, HTTP-NG. De främsta fördelarna bakom det faktum att HTTP-kommunikationsprotokollet har blivit ett av de mest populära:
- mångsidighet;
- enkel implementering;
- expandable;
- bred support från mjukvaruleverantörer.
Han har också ett antal brister som lyfts fram av experter:
- ett ganska stort antal enskilda meddelanden;
- olämplighet för distribuerad datoranvändning;
- oförmågan att navigera genom resurserna som finns på servern.
Vi noterade ovan att kommunikationsstandarden i fråga stöds av de viktigaste användaroperativsystemen, såväl som vanliga mjukvaruprodukter. Omfattningen av detta protokoll är dock mycket bredare än implementeringen av kommunikationsalgoritmer inom användarlösningar. HTTP-standarden är också tillämplig inom industri, videoövervakningssystem och SCADA-infrastruktur.
Ett stort antal tillverkare, som betraktar olika kommunikationsprotokoll i nätverk som grundläggande för att bygga en kommunikationsinfrastruktur, väljer HTTP som ett funktionellt och pålitligt verktyg för att organisera åtkomst till olika onlineresurser, konfigurera objekt, hantera olika enheter.
Om vi talar specifikt om branschen, så kan Modbus hänföras till antalet av de mest populära protokollen i motsvarande marknadssegment.
Vad är Modbus-protokollet?
Den relevanta standarden används främst för att säkerställa interoperabilitet mellan olika element inom automationsinfrastrukturen på arbetsplatsen. Relevantprotokollet kan vara i de varianter som är anpassade för dataöverföring över en specifik typ av kommunikationskanal - trådbunden, trådlös (i sin tur kan resurserna för den första typen innefatta koppar, fiberoptiska kablar - och separata modifieringar av protokollet i fråga har utvecklats för dem).
Det finns versioner av Mobdus anpassade för att överföra data över TCP/IP. En annan populär lösning i industriell miljö är PROFIBUS-FDL.
Vad är PROFIBUS-FDL-protokollet?
Protokollet som övervägs fungerar inom PROFIBUS-nätverket, som har blivit utbrett bland europeiska industriföretag. Dess prototyp utvecklades av Siemens-specialister och skulle användas i produktionsområden där styrenheter var inblandade.
Sedan, på grundval av utvecklingen av det tyska företaget, bildades en nätverksinfrastruktur, där olika tekniska och funktionella egenskaper för seriell kommunikation relaterade till fältnivån kombinerades. Det aktuella nätverksprotokollet gjorde det möjligt att integrera olika typer av automationsenheter i ett enda produktionssystem. Det är värt att notera att PROFIBUS-FDL-protokollet inte är det enda som fungerar på detta industriella nätverk. Den är dock enhetlig när det gäller tillämplighet för att organisera tillgången till huvudbussen.
På ett eller annat sätt kompletteras kommunikationsprotokollet i fråga med följande standarder:
-DP;
- PA;
- FMS.
PROFIBUS DP-protokollet används förorganisation av datautbyte mellan ledande industriella enheter som DP, såväl som enheter på vilka I/O implementeras enligt ett distribuerat schema. Samtidigt tillåter detta protokoll att organisera datautbyte med hög hastighet. Den har också en relativt låg kostnad för implementering, vilket kan göra den populär även bland små företag.
PROFIBUS PA-standarden tillåter utbyte av data mellan infrastrukturen, som består av utrustning relaterad till fältnivån. Detta protokoll är optimerat för att ansluta olika sensorer och mekanismer till en gemensam linjär eller ringbuss.
PROFIBUS FMS-standarden kännetecknas av mångsidighet. Den är främst avsedd för att organisera datautbyte mellan högteknologiska industriella infrastrukturkomponenter - datorer, programmerare, kontroller.
Bland styrkorna med protokollen som verkar i PROFIBUS-nätverket är öppenhet (det vill säga de kan användas av alla intresserade industriföretag), utbredd (vilket gör det lättare att skala den industriella infrastrukturen när man expanderar marknader, öppnar nya industrier).
CV
Så vi har övervägt kärnan i kommunikationsprotokoll, studerat funktionerna hos några populära varianter av motsvarande standarder. Deras huvudsakliga syfte är att säkerställa dataöverföring inom ramen för enhetliga format. Det vill säga - de som kan skalas inom ramen för infrastrukturen, som i regel väsentligt överstiger skalanindividuellt företag.
Vi talar faktiskt om internationella standarder: moderna protokoll för mobil, trådbunden, Wi-Fi-kommunikation är mycket utbredd, allmänt tillgänglig och relativt lätt att skala. Naturligtvis, i vissa fall, även på sådana globala marknader som tillhandahållande av mobiltjänster, är det möjligt att använda regionala protokoll, men det ligger i de största varumärkenas intresse att implementera, om detta inte strider mot näringslivets intressen, och i vissa fall staten, så enhetliga standarder som möjligt, vilket kommer att förbättra internationell kommunikation.
Det finns ett antal grundläggande kommunikationsprotokoll. I samband med Internet inkluderar dessa HTTP, TCP / IP. Inom segmentet tjänster för att tillhandahålla åtkomst till nätet kan PPP-standarden betecknas som sådan. Om användaren ser ett meddelande som säger att PPP-länkkontrollprotokollet har avslutats, kommer användaren troligen inte att kunna komma åt onlineresurser med vare sig HTTP eller TCP/IP. Således är varje standard av stor betydelse och är dessutom i många fall oupplösligt kopplad till andra. Om ett protokoll avbryts av kommunikation, finns det en möjlighet att användaren inte kommer att kunna komma åt de resurser som andra standarder ansvarar för att organisera kommunikationen för.
Kommunikationsprotokoll är ett oumbärligt verktyg för att lösa komplexa problem både inom området för användarkommunikation och inom industri- och tjänsteområden. Från det behöriga valet av en specifik standard beror på framgången för genomförandet av lämplig infrastruktur, såväl som desseffektivitet - när det gäller förhållandet mellan systemets prestanda och kostnaden för dess installation. Därför är tidig studie av egenskaperna hos nätverksprotokoll, att välja det optimala, en viktig uppgift för företagschefer som ansvarar för implementering och modernisering av företagets kommunikationsinfrastruktur.
